Тампонажний склад

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к коррозионно-устойчивым тампонажным составам для цементирования скважин в термическом интервале 30-200°С. Известен тампонажний материал на основе минерального вяжущего- шлака и кремнеземсодержащей добавки-песка [1]. Однако недостаточная прочность образующегося камня, его усадка при твердении и малые сроки схватывания не позволяют использовать этот тампонажный материал в таком температурном интервале (30200°С). Известен также тампонажный материал на основе минерального вяжущего и кремнеземсодержащей добавки, в качестве которых используются отходы доломитового производства и зола-уноса твердых топлив, принятый за прототип. Однако такой тампонажный материал не может применяться при температуре ниже 60°С и дает усадку в процессе твердения. В общей массе затвердевшего камня имеются включения частиц доломита и кальцита, что является следствием наличия в отходах доломитового производства фракций размерами более 1-3 мм, отрицательно влияющих на технологические параметры затвердевшего цементного вещества. Как следствие, камень из этого материала имеет недостаточную прочность. В агрессивной среде, в частности в пластовых водах с высокой концентрацией MgCl2, уже через три месяца наблюдается резкое снижение прочностных характеристик камня. Кроме того, отходы доломитового производства не редко содержат кусковые включения, наличие которых усложняет технологию приготовления и закачки тампонажного раствора. Задачей изобретения является получение безусадочного коррозионно устойчивого высокопрочного тампонажного материала для применения в термическом интервале 30-200°С в пластах с полиминеральной агрессией. Поставленная задача достигается тем, что тампонажный состав на основе минерального вяжущего и активной алюмосиликатной добавки, в качестве минерального вяжущего содержит полуобожженную доломитовую муку (ДМП), а в качестве активной алюмосиликатной добавки золу-унос твердых минеральных топлив Ладыженской ГРЭС при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полуобожженная доломитовая мука (ДМП) выпускается по ТУ 14-14-147-85. Химический и гранулометрический составы ДМП приведены в табл. 1 и 2. Химический состав золы-уноса твердых минеральных топлив Ладыженской ГРЭС (ГОСТ 25818-91) приведен в табл. 3. Известно, что спектр продуктов новообразований зависит как от химического состава, так и от дисперсности порошкообразных компонентов. Наличие в ДМП большего, чем в отходах доломитового производства содержания СаО способствует повышению активности смеси, в то же. время большая доля по сравнению с прототипом золы-уноса обеспечивает связывание СаО в гидросиликаты и другие соединения, препятствуя его выщелачиванию. Как видно из приведенных данных, в ДМП преобладают более мелкие фракции, Отмеченные отличия вяжущего, а также подбор соответствующей активной минеральной (пуццолановой) добавки позволяет изменить степень насыщения (пересыщения) ионами в период гидратации, т.е. получить отличный от прототипа механизм реакций; изменяется также и состав продуктов гидратации, что в конечной степени влияет на эксплуатационные свойства образующегося камня (прочность, коррозионная стойкость и т.д.). При твердении смеси ДМП с золой-уносом, затворенной на воде, в результате гидратации и реакции дедоломитиэации образуются гидроксиды калия и магния, которые, взаимодействуя с активным кремнеземом и глиноземом золы, создают комплексные гидросиликатные и гидроалюминатные соединения. В известном материале, в основном синтезируются гидроалюминаты и гидросиликаты кальция и магния различной основности. В предложенном же составе преобладают низкоосновные гидросиликаты кальция типа CSH(B), C2S2H и гидросиликаты магния, главным образом, серпентины, которые обладают высокими прочностными характеристиками, стойкостью к выщелачиванию и действию агрессивных сред. Технология приготовления тампонажного раствора из указанного выше состава заключается в тщательном перемешивании сыпучих компонентов и затворении их водой с водосмесевым отношением 0,40. Новый тампонажный состав был опробован в лабораторных условиях. Из него готовили тампонажный раствор на пресной воде. За базу сравнения принимали материал по прототипу. Замеряли технологические параметры раствора (плотность, растекаемость, стабильность, сроки схватывания) и камня (прочность при сжатии и изгибе, коэффициент коррозионной стойкости). В табл. 4 приведены соотношения ингредиентов тампонажных композиций, в табл. 5 - технологические параметры растворов и затвердевшего камня. Из табл. 4 и 5 видно, что содержание ДМП менее 30 мас.%, а золы-уноса более 70 мас.% не обеспечивает поставленной цели в результате недостаточного количества оксидов магния и кальция в вяжущем составе. Содержание ДМП более 50 мас.%, а золы-уноса менее 50 мас.% также не обеспечивает поставленной цели вследствие избыточного количества оксидов магния и кальция, что отрицательно сказывается на термической и коррозионной стойкости камня. Сроки схватывания таких растворов, при необходимости легко регулируются стандартными замедлителями (НТФ, СВК и др.). Как видно из табл. 5 технологические параметры: прочность при изгибе и сжатии, коррозионная устойчивость в агрессивных средах, стабильность у предложенного тампонажного состава выше, чем у известного материала. По сравнению с известным, предложенный состав имеет более широкий температурный диапазон применения, он более технологичен в плане приготовления смеси, а камень не дает усадки. Таким образом, новый тампонажный состав обладает высокими технологическими свойствами, что позволяет качественно разобщать как хемогенные так и терригенные пласты в нефтяных и газовых скважинах.